Smyčky negativní zpětné vazby hrají důležitou roli v tom, kolik systémů lidského těla zůstává pod kontrolou. Smyčka se zpětnou vazbou, známá také jako inhibiční smyčka, je typem samoregulačního systému. Ve smyčce negativní zpětné vazby zvýšený výkonzsystém brání budoucí produkcipodlesystém. Jinými slovy, systém řídí, kolik produktu vyprodukuje tím, že zastaví výrobu, když se úroveň výstupu nebo množství nahromaděného produktu příliš zvýší.
Systémy negativní zpětné vazby jsou zodpovědné za mnoho typů regulace hormonů v lidském těle. Dobře udržují relativně konstantní úroveň výstupu.
David P. Hall / Getty ImagesSmyčky negativní zpětné vazby řídí produkci
Představte si, že tělo je továrna na výrobu produktu X. Dále si představte, že vyrábět příliš mnoho produktu X je drahé a nehospodárné. Když je tedy vyrobeno dostatečné množství produktu X, tělo potřebuje způsob, jak továrnu vypnout. Dělá to prostřednictvím smyčky negativní zpětné vazby. To znamená, že rychlost výroby je citlivá na množství produktu X. Když se začne hromadit, produkce se zpomalí a poté zastaví.
Možná by pomohlo myslet na továrnu jako na velkou velkou montážní linku, která na konci napájí police. Když se police zaplní, linka se musí zpomalit. Produkt není kam umístit. Pokud jsou však police prázdné, je zde spousta místa. Montážní linka se může zrychlovat, dokud nebudou police opět plné. Čím citlivější je montážní linka, tím více může továrna udržovat police po celou dobu naplněné na správné úrovni.
Opakem by byla smyčka pozitivní zpětné vazby. V takovém případě, čím více Produktu X bylo, tím rychleji by rostlina vydělala více. Tento typ systému se snadno vymkne kontrole. Naproti tomu negativní zpětnovazební smyčka je samoregulační.
Příklady
Jednou velmi dobře pochopenou smyčkou negativní zpětné vazby je ženský menstruační cyklus. Hypotalamus produkuje hormon uvolňující gonadotropin (GnRH). GnRH signalizuje hypofýze k produkci folikuly stimulujícího hormonu (FSH). FSH říká vaječníkům, aby produkovaly estrogen. Vysoké hladiny estrogenu (stejně jako progesteronu a testosteronu, které jsou regulovány podobnými smyčkami) poté inhibují produkci GnRH. To způsobí, že hypofýza produkuje méně FSH, což zase způsobuje, že vaječníky produkují méně estrogenu.
Další smyčka negativní zpětné vazby reguluje vaginální kyselost. Normální pH vagíny je přibližně 4 - mírně kyselé. To pomáhá předcházet růstu problematických bakterií a pohlavně přenosných chorob. Ve skutečnosti je jedním z charakteristických znaků bakteriální vaginózy pH vyšší než 5. Kyselinu mléčnou, která udržuje toto pH, tvoří laktobacily - součást normální vaginální flóry. Tyto bakterie rostou rychleji a produkují více kyselin při vyšším pH. Poté, když se hodnota pH blíží 4, zpomalí se a zastaví se. Takto je regulováno pH ve vagině. Vysvětluje také některé rozdíly ve vaginálním pH různých žen. PH se mění v závislosti na konkrétních přítomných bakteriích.
Hledám homeostázu
Jedno klíčové slovo, které je důležité pro pochopení smyček negativní zpětné vazby, jehomeostáza. Homeostáza je definována jako tendence systému ke stabilitě. Homeostáza je v lidském těle velmi důležitá. Mnoho systémů se musí samoregulovat, aby tělo zůstalo v optimálním rozmezí pro zdraví.
Některé systémy, které regulují prostřednictvím negativní zpětné vazby k dosažení homeostázy, zahrnují:
- Krevní tlak
- Tělesná teplota
- Krevní cukr
Pokud mají jednotlivci problémy s udržováním těchto systémů, může to být z důvodu chorobného stavu, který ovlivňuje smyčku odpovědné negativní zpětné vazby.
Například při cukrovce pankreas nereaguje správně na vysokou hladinu cukru v krvi produkcí více inzulínu. U cukrovky typu 1 je to proto, že nejsou k dispozici žádné buňky pro výrobu inzulínu. Imunitní systém člověka poškodil nebo zničil „továrnu“.
U cukrovky typu 2 je to proto, že pankreas není tak citlivý na signály cukru v krvi z těla. Proto neprodukujedost inzulín v reakci na zvýšení hladiny cukru v krvi. V obou případech osoba již není schopna udržovat homeostázu v systému krevního cukru bez pomoci lékařského nebo behaviorálního zásahu.
.jpg)
